Pengantar
Pencetakan 3D bukan hal baru di 2017, tetapi tahun ini, para peneliti mendorong batas-batas teknik yang tampaknya sci-fi, mencetak objek yang membutuhkan detail rumit - seperti model manusia hidup dari kamera yang baru lahir dan kamera mikroskopis - serta objek yang dibuat dengan bahan yang mungkin terdengar mengejutkan, termasuk keju dan gelas.
Baca terus untuk mengetahui hal-hal keren dan kookiest yang dicetak 3D pada 2017.
Topeng anak anjing
Seekor anak anjing bull terrier Staffordshire yang berusia 4 bulan menjadi pasien pertama yang menggunakan masker cetak 3D baru untuk membantu pemulihan dari cedera wajah yang serius. Tulang pipi dan tulang rahang kanan anak anjing itu, serta sendi temporomandibularnya (sendi yang menghubungkan tulang rahang ke tengkorak), patah ketika anjing lain menyerangnya.
Anak anjing, bernama Loca, beruntung tiba di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas California, tempat dokter hewan di universitas itu bekerja sama dengan rekan-rekan dari UC Davis College of Engineering untuk mengembangkan topeng "Exo-K9 Exoskeleton" untuk anjing . Loca adalah pasien yang ideal untuk menguji teknologi.
Pertama, para insinyur memindai tengkorak Loca untuk mendesain topeng yang sesuai pesanan, yang kemudian dicetak dengan printer 3D. Topeng itu menahan tulang wajah Loca yang retak di tempat dengan cara yang sama seperti para pemain memegang tulang lengan atau kaki yang patah. Dalam sebulan, anak anjing bisa makan makanan keras, dan pemeriksaan 3 bulan menunjukkan bahwa sendi temporomandibular telah pulih seperti yang diharapkan.
Ovarium tikus
Seekor tikus betina yang dilengkapi dengan indung telur yang dicetak 3D melahirkan anak-anak anjing yang sehat dalam sebuah eksperimen yang dilakukan di Fakultas Kedokteran Universitas Northwestern Feinberg di Chicago.
Hasilnya dipuji sebagai terobosan, karena suatu hari mungkin mengarah pada cara-cara baru untuk mengobati infertilitas pada manusia, meskipun penelitian lebih lanjut diperlukan. Ini bisa sangat berguna bagi wanita yang indung telurnya telah rusak karena perawatan kanker, kata para peneliti.
Menggunakan teknologi cetak 3D, para peneliti menciptakan perancah berpori rumit yang terbuat dari gelatin. (Gelatin adalah jenis kolagen, protein alami yang ditemukan dalam tubuh manusia dalam jumlah besar.) Struktur itu kemudian diisi dengan sel-sel ovarium dari tikus lain. Para peneliti menguji berbagai bentuk pori-pori sebelum mendarat pada bentuk tertentu yang memberikan jumlah dukungan yang tepat untuk sel-sel ovarium.
Eksperimen itu sukses: Sel-sel yang ditanamkan mulai berperilaku seperti sel-sel dalam ovarium sehat alami, akhirnya menghasilkan hormon yang menggerakkan siklus reproduksi tikus. dan memungkinkannya untuk hamil.
Rumah tinggal
Rumah tinggal 3D-cetak pertama dibangun dalam waktu kurang dari 24 jam di pinggiran kota Moskow pada bulan Maret. Dinding rumah studio yang seperti 400 kaki persegi (37 meter persegi) itu dicetak menggunakan printer 3D konstruksi seluler yang dikembangkan oleh startup yang bermarkas di Moskow, Apis Cor.
Alih-alih mencetak panel beton individu yang nantinya akan dirakit secara manual, printer 3D mencetak dinding dan partisi sebagai satu struktur yang terhubung penuh, memungkinkan bentuk bulat rumah yang tidak biasa.
Atap, pintu, dan jendela adalah satu-satunya komponen yang harus dipasang kemudian oleh pekerja manusia. Rumah prototipe harganya sekitar $ 10.134, atau $ 25 per kaki persegi ($ 275 per meter persegi). Komponen yang paling mahal, menurut pengembang, adalah jendela dan pintu.
Perusahaan percaya bahwa pencetakan 3D dapat membuat konstruksi tidak hanya jauh lebih cepat tetapi juga lebih ramah lingkungan.
Rumah kaca
Glass, bahan yang digunakan oleh umat manusia sejak Mesir kuno, telah lama menolak pencetakan 3D. Ini karena, untuk diproses, bahan tersebut perlu dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi hingga 1.832 derajat Fahrenheit (1.000 derajat Celsius). Meskipun ada printer 3D industri yang kompleks yang dapat memanaskan material ke suhu yang sangat tinggi menggunakan laser, ketika digunakan pada kaca, produk yang dihasilkan agak biasa dan tidak dapat digunakan.
Para peneliti dari Institut Teknologi Karlsruhe Jerman di Eggenstein-Leopoldshafen memecahkan masalah dengan teknik baru yang memungkinkan menciptakan struktur kaca kompleks dengan printer 3D konvensional - tanpa perlu pemanasan laser.
Sebagai bahan awal, para insinyur menggunakan apa yang disebut kaca cair - campuran nanopartikel silika, bahan kaca terbuat dari - tersebar dalam larutan akrilik. Objek dicetak 3D dan kemudian terkena sinar UV, yang mengeraskan bahan menjadi semacam plastik seperti kaca akrilik. Kemudian, benda tersebut dipanaskan hingga sekitar 2.372 derajat F (1.300 derajat C), membakar plastik dan menyatukan partikel nano silika menjadi struktur kaca transparan yang halus.
Keju
Tidak seperti gelas, keju dapat dicairkan dengan mudah. Jadi, tidak mengherankan bahwa para peneliti melihat produk susu sebagai kandidat ideal untuk eksperimen pencetakan 3D dengan makanan.
Sebuah tim peneliti dari Sekolah Ilmu Pangan dan Nutrisi di University College Cork di Irlandia menggunakan campuran yang mirip dengan yang digunakan untuk membuat keju olahan dan menyemprotkannya melalui nozzle printer 3D untuk membuat jenis "baru" olahan keju.
Campuran dipanaskan hingga 167 derajat Fahrenheit (75 derajat Celcius) selama 12 menit, dan kemudian dijalankan melalui printer 3D pada dua tingkat ekstrusi yang berbeda. (Tingkat ekstrusi adalah kecepatan printer mendorong keju leleh keluar melalui jarum suntik.)
Keju olahan mengandung campuran bahan, termasuk pengemulsi, minyak sayur jenuh, garam ekstra, pewarna makanan, whey dan gula. Ini mungkin bukan jenis keju yang paling sehat, jadi tidak jelas apakah makanan baru akan menerima persetujuan dari ahli gizi.
Namun, dari perspektif peneliti, keju yang dicetak 3D tetap sukses. Itu 45 persen hingga 49 persen lebih lembut dari keju olahan yang tidak diobati, sedikit lebih gelap warnanya, sedikit lebih kenyal dan lebih banyak cairan ketika dicairkan. Studi ini tidak memberikan kesimpulan tentang rasa.
Manikin bayi seperti manusia
Bayi yang merasa nyata telah dicetak 3D oleh peneliti Belanda, yang berharap dapat meningkatkan metode pelatihan bagi dokter yang bekerja dengan bayi baru lahir.
Manikin bayi yang saat ini digunakan untuk pelatihan dokter terlalu mekanis dan tidak memberikan kesan nyata merawat bayi yang rapuh, ketua peneliti Mark Thielen, seorang insinyur desain medis di Eindhoven University of Technology di Belanda, mengatakan kepada Live Science. di bulan Maret.
Pencetakan 3D memungkinkan Thielen dan timnya untuk membuat manikin akurat secara anatomi yang mencakup organ internal yang realistis. Untuk mencapai tingkat akurasi tertinggi, para peneliti menggunakan pemindaian MRI pada organ bayi baru lahir yang kemudian dicetak dengan tingkat detail yang tinggi. Misalnya, jantung yang dicetak 3D akan mencakup katup yang berfungsi dan terperinci. Manikin bahkan memiliki cairan seperti darah yang beredar di pembuluh darah mereka.
Tujuannya adalah untuk memberikan umpan balik taktil realistis yang tinggi ketika melakukan intervensi klinis pada manikin, kata Thielen. Dengan kata lain, ketika ahli bedah memindahkan bagian dari manikin atau memberikan tekanan pada area tertentu, rasanya dan bergerak seperti hal yang nyata.
Mata
Mata yang dicetak 3D telah diciptakan oleh para peneliti Belanda yang dapat membantu anak-anak yang lahir tanpa mata yang berkembang dengan baik terlihat relatif normal. Sayangnya, prostesis mata yang dicetak 3D tidak akan memberikan anak-anak kemampuan untuk melihat.
Sekitar 30 dari setiap 100.000 anak dilahirkan dengan kondisi yang disebut microphthalmia dan anophthalmia, yang berarti mata mereka benar-benar hilang atau kurang berkembang. Akibatnya, rongga mata mereka tidak memiliki dukungan struktural yang mereka butuhkan untuk wajah anak-anak untuk berkembang secara normal.
Jika orang dewasa kehilangan mata, mereka akan diberikan prostesis mata permanen. Ini tidak mungkin pada anak-anak, yang tumbuh sangat cepat, terutama di bulan-bulan dan tahun-tahun pertama kehidupan mereka.
Pencetakan 3D struktur pendukung sementara, yang disebut konformer, dapat dilakukan dengan cepat, murah dan dalam berbagai ukuran yang sangat tepat, kata para peneliti.
Ini sangat penting karena, tanpa mata, tulang di sekitar soket tidak memiliki stimulasi yang tepat dan wajah tidak memiliki proporsi yang terlihat alami.
Konformer telah diuji pada sekelompok kecil lima anak pada Mei.
Robot panjat tebing
Robot dengan kaki cetak 3D yang lembut dan karet menunjukkan kemampuannya yang luar biasa untuk menaklukkan medan yang kasar, tugas yang biasanya melumpuhkan robot tradisional.
Insinyur dari University of California, San Diego, merancang kaki robot secara digital dan memodelkan kinerja dan perilakunya dalam berbagai situasi - misalnya, pada permukaan yang lembut dan berpasir, di ruang sempit atau saat memanjat batu.
Mereka akhirnya memilih desain yang terdiri dari tiga tabung mirip spiral yang berongga di dalam dan terbuat dari kombinasi bahan yang lembut dan kaku.
Ketika mereka mengambil langkah, kaki menguji medan di sekitarnya dan kemudian menyesuaikan secara instan, melalui piston yang mengembang dalam urutan tertentu dan menentukan gaya berjalan robot.
Kebaruan desain, menurut para insinyur, adalah fakta bahwa kaki robot dapat menekuk ke segala arah yang mungkin.
"Tawa"
Karya seni pertama kali dibuat di ruang angkasa pada bulan Februari tahun ini menggunakan printer 3D di atas Stasiun Luar Angkasa Internasional.
Karya seni mewakili tawa manusia, dan diciptakan dalam kolaborasi antara artis Israel Eyal Gever dan perusahaan yang berbasis di California Made In Space sebagai bagian dari proyek yang disebut #Laugh.
Penggemar ruang angkasa diundang untuk berpartisipasi dalam penciptaan karya seni ruang angkasa melalui aplikasi yang menangkap tawa pengguna dan mengubahnya menjadi model 3D digital yang menyerupai bintang.
Lebih dari 100.000 orang menyumbangkan tawa mereka ke proyek, yang dimulai pada Desember 2016. Para pengguna aplikasi kemudian memilih bintang tawa terbaik, yang didasarkan pada tawa Naughtia Jane Stanko dari Las Vegas. Desain itu kemudian dipancarkan ke ISS dan dicetak 3D pada mesin yang biasanya digunakan untuk membuat suku cadang.
Kamera mikro
Sebuah kamera mikro yang dapat digunakan pada miniatur drone dan robot atau endoskopi bedah diciptakan oleh para peneliti Jerman dengan bantuan pencetakan 3D.
Kamera ini menyediakan penglihatan mata elang - kemampuan untuk melihat objek yang jauh dengan jelas sementara pada saat yang sama menyadari apa yang terjadi dalam penglihatan tepi.
Untuk membuat perangkat, para insinyur dari Institute of Technical Optics di University of Stuttgart di Jerman mencetak cluster empat lensa ke dalam chip pengindraan gambar menggunakan teknik yang disebut penulisan laser femtosecond.
Lensa miniatur berkisar dari lebar ke sempit dan dari resolusi rendah ke tinggi. Struktur ini memungkinkan gambar untuk digabungkan menjadi bentuk mata-banteng dengan gambar yang tajam di tengah, mirip dengan bagaimana elang melihat.
Keempat lensa dapat diperkecil hingga sekecil 300 mikrometer dengan 300 mikrometer (0,012 inci, atau 0,03 sentimeter, di setiap sisi), kira-kira seukuran sebutir pasir. Tetapi para peneliti mengatakan mereka mungkin dapat membuat perangkat lebih kecil di masa depan ketika chip yang lebih kecil tersedia.
